第二课时 金属的防护 知导学 堂检测 难探究 首页 学习目标 思维脉络 1 . 了解与掌握金属腐蚀的防护措施、常用方法及原理。 金属防护的方法很多 ,主要从金属的本性和介质两个方面考虑。 2 . 认识防止金属腐蚀的重要意义。 3 . 通过学生的调查研究、交流与讨论 , 帮助学生掌握生活中金属的防护知识。 知导学 堂检测 难探究 首页 一 二 三 一、影响金属腐蚀的因素 影响金属腐蚀的因素包括金属的 本性 和 介质 两个方面。就金属本性来说 , 金属越活泼 , 就越容易 失去 电子而被腐蚀。如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼 , 则容易形成 原电池 而使 金属发生 电化学 腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大 , 如果金属在潮湿的空气中、接触 腐蚀 性气体或 电解质溶液 ,都容易被腐蚀。 练一练 1 铁制自来水管与下列材料做成的水龙头连接 ,自来水管锈蚀最快的是( ) A B C D 解析 : 自来水 ( 作电解质溶液 ) 形成原电池 ,其中 负极 ,而加快腐蚀。 答案 : B 知导学 堂检测 难探究 首页 一 二 三 二、金属腐蚀防护的原理 金属腐蚀的本质是 金属原子失去电子 变成 阳离子 的过程。越活泼的金属 , 越 容易 被腐蚀。所以 , 在要防护的金属 上连接一种比该金属更容易失去电子的 金属 或 合金 就可以达到保护金属的目的。 知导学 堂检测 难探究 首页 一 二 三 三、金属的防护方法 金 属 的 防 护 加保护层 : 如 涂油漆 、 包塑料层 、搪瓷、 电镀 等 电化学法 : 在被保护的金属上连接一种更易失电子 的金属 改变金属内部结构 : 如将钢铁制成不锈钢知导学 堂检测 难探究 首页 一 二 三 练一练 2 判断下列说法是否正确。 ( 1 ) 钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀。 ( ) ( 2 ) 船底镶嵌锌块 ,锌作负极 ,以防船体被腐蚀。 ( ) ( 3 ) 钢铁吸氧腐蚀的正极反应为 O 2 + 2 H 2 O+ 4 -。 ( 4 ) 青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快。 ( ) ( 5 ) 镀层破损后 ,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀。 ( ) 解析 : ( 1 ) 钢铁在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀 ;( 2 ) 船体吃水线以下嵌入锌块 ,构成 电池 , 负极 ,防止了铁船的腐蚀 ;( 3 ) 吸氧腐蚀的正极反应为 O 2 +2H 2 O+ 4 4 ) 合金发生吸氧腐蚀时的条件是有 O 2 和H 2 O ;( 5 ) 因金属的活动性 S n F e ,故镀层破损 ,发生原电池反应时 ,上述两种铁板被腐蚀的分别是 答案 : ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 探究一 金属的电化学防护 问题导引 在铁的表面镀上一层其他金属是常见的防止铁生锈的方法 , 常见的有镀锡 ( 马口铁 ) 和镀锌 ( 白铁皮 ), 为什么镀层破损后 , 镀锌钢板 ( 白铁皮 ) 比镀锡钢板 ( 马口铁 ) 耐腐蚀 ? 提示 镀层破损后 ,白铁皮形成原电池时 ,因为锌比铁活泼 ,易失去电子 ,从而保护了铁 ;而马口铁破损后 ,因为形成原电池时 ,铁比锡活泼 ,铁被腐蚀。所以在镀层破损后 ,马口铁比白铁皮更易被腐蚀。 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 名师精讲 电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施 , 使之成为腐蚀电池中的阴极 , 从而防止或减轻金属腐蚀的方法。 1 . 牺牲阳极的阴极保护法。 用比被保护金属活泼的金属或合金与被保护金属相连 , 形成腐蚀电池 ,活泼的金属或合金作负极发生反应被消耗 , 被保护金属作正极而得到保护。这种方法牺牲了阳极 ( 原电池的负极 ), 保护了阴极 ( 原电池的正极 ), 因而称为牺牲阳极的阴极保护法。例如 : 轮船外壳贴锌块 , 并及时更换 ; 在铁表面镀上锌或锡 , 即成白铁与马口铁 , 但一旦破损 , 因原电池反应 , 白铁外面的锌可进一步起保护作用 , 而马口铁外面的锡反而会加速腐蚀 ( 铁作负极被溶解 ) 。 2 . 外加电流的阴极防护法。 将被保护金属与另一附 加电极作为电解池的两个极 , 使被保护的金属作为阴极 , 另选一块能导电的惰性材料接电源的正极。在外加直流电的作用下使金属表面产生负电荷 ( 电子 ) 的聚积 , 抑制了金属失电子的作用 , 从而防止金属被腐蚀的方法。大型水坝的船闸的保护就是让铁船闸和电源负极相连。 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 例题 1 钢铁很容易生锈而被腐蚀 , 每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。 ( 1 ) 钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀 , 该腐蚀过程中的电极反应式为 。 ( 2 ) 为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率 , 可以采用图甲所示的方案 ,其中焊接在铁闸门上的固 体材料 R 可以采用 ( 填写字母序号 ) 。 A . 铜 B . 钠 C . 锌 D . 石墨 ( 3 ) 图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率 , 其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 解析 : ( 1 ) 发生吸氧腐蚀时 ,负极上 电子 ,正极上 O 2 得到电子。 ( 2 )铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌 ,则锌会失去电子而溶解 , 保护 ,属于牺牲阳极的阴极保护法。 ( 3 ) 属于外加电流的阴极保护法 ,需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。 答案 : ( 1 ) 负极 : 2 F e - 4 正极 : O 2 +2H 2 O+ 4 2 ) C ( 3 ) 负 学习感悟 判断电化学保护法的类型 ,应分清其基本原理 ,看是利用电解原理的外加电流的阴极保护法还是应用原电池原理的牺牲阳极的阴极保护法 ,两者不能混淆。 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 变式训练 1 下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是 ( ) A . 纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B . 当镀锡铁制品的镀层破损时 , 镀层不能对铁制品起保护作用 C . 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D . 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 解析 :纯银器的表面在空气中易生成硫化物失去光泽 ,属于 化学腐蚀 , 当镀锡铁制品镀层破损后 ,由于铁比锡活泼 ,形成原电池时 ,铁作原电池的负极 ,加快铁的腐蚀 , B 项正确 ;锌比铁活泼 ,当在海轮外壳上连接锌块后 ,锌失电子而海轮外壳被保护 ,此法为牺牲阳极的阴极保护法 , C 项正确 ;要采用电解原理保护金属 ,应将金属与直流电源的负极相连 ,即作电解池的阴极 , D 项错误。 答案 : D 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 探究二 金属的其他防护方法 问题导引 自行车是大家最常用的交通工具 , 为了防止自行车的金属部件被腐蚀 ,延长自行车的使用寿命 , 必须对自行车金属部件进行防护。请说出自行车都使用了哪些防护措施 , 它们的 原理是什么 ? 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 提示 部件 措施 目的或原理 分类 车架、挡泥板、车后座 烤漆 使金属与氧化剂隔离 防化学腐蚀 链条 涂机油 轴承 涂凡士林 车把、车圈、车辐条 电镀 车座弹簧 烤蓝 改变金属表面结构 整车 防雨淋 防止在金属表面产生电解质溶液 防止电化学腐蚀 通风干燥 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 名师精讲 1 . 改变金属的内部组织结构 例如 , 把铬、镍等金属加入普通钢中制成不锈钢 , 就大大增强了钢铁的抗腐蚀能力。 2 . 在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层 , 从而使金属制品与周围介质隔离 , 这是一种普遍采用的防护方法。以钢铁的防护为例 , 根据保护层成分的不同 , 可分为如下几种 : ( 1 ) 金属的氧化处理 将钢铁制品加到 O 2 的混合溶液中 , 加热处理 , 其表面即可形成一层厚度为 0 . 5 1 . 5 m 的蓝色氧化膜 ( 主要成分为 O 4 ), 以达到钢铁防腐蚀的目的 , 此过程称为烤蓝处理 , 简称烤蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性 , 不影响零件的精度 , 故精密仪器和光学仪器的部件弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用烤蓝处理。 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 ( 2 ) 非金属涂层 用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层 , 称 为非金属涂层 , 也可达到防腐蚀的目的。 ( 3 ) 金属保护层 它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层 , 前一金属称为镀层金属。金属镀层的形成 , 可采用电镀等方法。 知导学 堂检测 难探究 首页 探究一 探究二 探究三 例题 2 现有 汽车、 机器上的齿轮、 门把手、 锯条、 铁制洗脸盆等常见铁制品 , 为了防止它们生锈 , 通常适合采用下面哪一种方法 ( 填序号 ) 。 ( 1 ) 在表面喷漆 ; ( 2 ) 在表面涂油 ; ( 3 ) 在表面镀一层其他金属 ;